Үрлеп құю – көбінесе инжекциялық үрлеп құю немесе IBM деп аталады – екі станциядан тұратын процесс: дайындама өзек шыбығына инжекциялық құйылады, содан кейін өзек шыбығы мен дайындама бірге үрлеп құюға жіберіледі, онда ауа әлі жылы пластикті қуысқа қарай кеңейтеді. Парисонды экструзиялаудың орнына қалыптау – IBM-ге мойынға дейінгі дәлдік пен қайталанатын қабырғаға таралу беделін береді, сонымен қатар бұл процестің экономикалық тұрғыдан тиімді болуын шектейді.
Бұл нұсқаулық қуыс пластикалық бөлшекті қалай жасау керектігін шешетін өнімді әзірлеушілер мен сатып алу топтарына арналған. Онда алдын ала өңдеуден бөлшекке дейінгі тізбектің қадамдық сипаттамасы, үнемі үрлеп қалыпталатын шайырлар және пластиктің шынайы сәйкес келетін жерлері, IBM дәлдігі өзін ақтайтын қолданбалар, экструзиялық үрлеп қалыптауға, инъекциялық созылып үрлеп қалыптауға, дәстүрлі инъекциялық қалыптауға, CNC өңдеуге және қоспа өндірісіне қарсы бейтарап салыстыру, сондай-ақ аз көлемді инъекциялық қалыптау мен прототиптеудің артындағы құрал-сайман арифметикасы қарастырылады. Ол құрал-саймандарды кесу алдында шешуге тұрарлық дизайн мен валидация тексерулерімен және NOBLE үрлеп қалыптау жобаларын қалай қолдайтынымен аяқталады. Мұндағы салыстырулар олардың артықшылықтары бойынша ұсынылған; ешбір бағыт әр критерий бойынша жеңіске жетпейді және ешбір үшінші тарап жеткізушісі мақұлданбайды.
дегеніміз не Үрлеп құю?
Үрлеп құю – бұл үрлеп құю: парисон – ыстық құю қалыпындағы үрлеп құю түтігінің немесе өзек шыбығының айналасына құйылады, өзек шыбығы мен парисон бірге алынып, үрлеп құю қалыпына ауыстырылады, содан кейін парисон қуыс пішініне дейін үрленеді. Бұл үрлеп құюдың үш негізгі әдісінің бірі, және үшеуі тек парисонды қалай дайындау керектігімен ерекшеленеді – экструзия арқылы, инъекция арқылы немесе инъекциядан кейін созу арқылы.
Терминология процеске қарағанда көбірек шатасушылық тудырады. «Үрлеу арқылы құю» - бұл басқа үш әдіспен қатар тұрған төртінші әдіс емес; бұл сөздер керісінше жазылған инъекциялық үрлеумен бірдей процесс. Спецификация үшін маңыздысы - үш парисон бағытының қайсысы келтіріліп жатқаны, себебі бұл таңдау құрал архитектурасын, қол жеткізуге болатын төзімділіктерді және цикл жылдамдығын анықтайды.
Бастапқыда екі шекараны атап өткен жөн. IBM екі осьті бағытталған ПЭТ сусын бөтелкелеріне, яғни инъекциялық созылу үрлеуіне жол емес, және ол шығаратын бағытты IBM ала алмайды. Ал IBM қатты бөлшектерден жасалған инъекциялық қалыптаудың орнын баса алмайды: ол қуыс, бір бөліктен тұратын бұйымдар жасайды, ал негізінен қатты немесе ашық қималы бөлшек дәстүрлі қалыпқа жатады.
Инъекциялық үрлеу және экструзиялық үрлеу
Экструзиялық үрлеу қалыптауы парисонды қалып арқылы төмен қарай экструзиялау арқылы қалыптастырады, оның айналасындағы екі қалып жартысын жабады — жоғарғы жағын қысып, төменгі жағындағы үрлеу түйреуішін тығыздайды — және оны үрлейді. Цикл үздіксіз және жылдам, сондықтан экструзиялық үрлеу қалыптауы жаппай өндірілетін бөтелкелер, тұтқалар, өнеркәсіптік контейнерлер және автомобиль құбырлары үшін стандартты жол болып табылады. Бұл жылдамдықтың құны - қысып алу тігісі, босаңсыған төзімділік және қалыпталған дайын пішінге емес, парисонды басқаруға байланысты қабырғаның таралуы.
IBM компаниясы парисонды өзек түйреуішке қалыптайды. Мойын үрлеу кезінде емес, инъекция қуысында қалыптасатындықтан, ол инъекциялық қалыптау төзімділігіне ие — шамамен ±0.005 дюйм (±0.13 мм), ал үрленген корпуста ондай болмайды. Сондай-ақ, кесуге арналған сынықтар жоқ. Мәселе өндіріс қарқынында: IBM экструзиялық үрлеу қалыптауына қарағанда баяу жұмыс істейді және ол кішігірім бөлшектермен шектеледі және интегралды тұтқаларды шығара алмайды.
Практикалық тұрғыдан алғанда, цикл жылдамдығына қарсы дәлдік пен қайталанымдылық арасындағы айырмашылық бар. Екі процесс те әмбебап артықшылыққа ие емес; 200 литрлік барабан мен 30 мл фармацевтикалық бөтелке - бұл жай ғана әртүрлі мәселелер.
Инъекциялық үрлеу және инъекциялық созылу үрлеу қалыптары
Инъекциялық созылу үрлеу қалыптауы IBM сияқты, инъекциялық қалыптаумен басталады. Айырмашылығы үрлеу станциясында не болатынында: созылу шыбығы ось бойымен қозғалады, ал үрлеуге дейінгі және соңғы үрлеу ауасы дайындаманы кеңейтіп, оны осьтік және шеңбер бойымен созады. Әдеттегі қатынас осьтік 2-3× және шеңбер бағытында 3.5-4.5× құрайды, шамамен 10-16× жазықтық бағыты үшін. Бұл екі осьтік молекулалық бағыт ПЭТ бөтелкелеріне мөлдірлік, қаттылық және газ тосқауылын береді; бірдей салмақтағы бағытталмаған ПЭТ бөтелкесі тұманды және көмірқышқылдандыру қысымы астында сырғып кетеді.
IBM бұл бағытты ұсынбайды. Бөлшектің өнімділігі бағытталған материалдық қасиеттерге — қысымды ұстап тұруға, мөлдірлікке, кедергіге — байланысты болған кезде екі процесс бір-бірін алмастырмайды, сондықтан IBM балама ретінде ұсынылмауы керек.
Үрлеп құю процесі, қадам бойынша
IBM циклін әр кезең белгілі бір шартты келесі кезеңге беретін тізбек ретінде түсінуге болады. Инъекция кезеңі мойын геометриясын және материалдың таралуын бекітеді; кондиционерлеу сол таралудың біркелкі үрленетінін анықтайды; беру және үрлеу оны дене пішініне айналдырады; салқындату нәтижені бекітеді. Соңында пайда болатын ақау әдетте бір немесе екі кезеңнен ертерек пайда болады.
Преформа инъекциясы және өзек шыбықтарын кондиционерлеу
Дайындық пішіні ыстық инжекциялық қалып ішіндегі үрлеу түтігінің немесе өзек шыбығының айналасына айдалады. Мойын үрлеу емес, осы жерде қалыптасатындықтан, бұл кезең тұйықтаушы бұранданы, тығыздау жерін және бөлшектегі әрбір тығыз өлшемді орнатады - сондықтан тығыздыққа төзімділік ерекшеліктері мойынға орналасуы және үрленген корпустан тыс қалуы керек. Инъекция кезеңі сонымен қатар материалдың қанша жерде орналасатынын анықтайды, ал үрлеу кезеңі тек мұрагерлік ететінін қайта тарата алады.
Преформаның беріліс кезіндегі температуралық профилі оның қалай үрленетінін анықтайды. Тым салқын болса, материал созылуға, біркелкі емес жұқаруға немесе бұрыштарды толтыруға төтеп бермейді; тым ыстық болса, ол салбырайды немесе жабысып қалады. Преформа бойынша біркелкілік орташа температура сияқты маңызды, себебі ауа қысымы қолданылғаннан кейін температура градиенті қабырға қалыңдығының градиентіне айналады. Көп станциялы машиналарда өзек шыбықтары жиынтықтарда айналады, бұл преформаны инъекциялау, үрлеу және шығарудың бір мезгілде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді және преформаға үрлеу станциясына жеткенге дейін теңестіру үшін белгілі бір аралық береді.
Трансферт, инфляция және салқындату
Өзек шыбығы мен дайындама инжекциялық қалыптан алынып, үрлеу қалыпына енгізіледі, онда қалып дайындама айналасында екіге бөлінеді және үрлеу түйреуіші арқылы ауа енгізіледі. Осы сәтте өзек шыбығының туралануы өте маңызды: егер дайындама қуыста орталықтан тыс орналасса, үрлеу коэффициенті шеңбер бойымен өзгереді және бөлшектің бір жағы жұқа болады.
Содан кейін үрлеу қысымы мен уақыты пластиктің қуысты қаншалықты дәл қайта жасайтынын анықтайды. Үрлеу қысымы бағытқа байланысты айтарлықтай ерекшеленеді — экструзиялық үрлеу қалыптау үшін шамамен 25–150 psi (1.7–10 бар) және ПЭТ созылу үрлеу қалыптау үшін 500–600 psi (35–40 бар) — және төмен қысым материалды терең қабырғаларға немесе өткір бөлшектерге мәжбүрлей алмайды, сондықтан қабырға мен бедер тереңдігі әдетте қабырға қалыңдығының шамамен жартысына дейін ұсталады.
Соңғы геометрия салқындату кезінде бекітіледі. Салқындату уақыты мен қалып температурасын бақылау өлшемдік тұрақтылықты және қалдық кернеуді анықтайды, ал біркелкі емес салқындату кейінірек майысу немесе қабырғаның өзгеруі ретінде көрінеді. Қалып ішіндегі су арналары салқындатуға көмектеседі, ал салқындату орналасуы ыңғайлы жерде шоғырланудың орнына бөлшектің айналасында теңестірілуі керек.
Эжекция және екінші реттік операциялар
Салқындату кезеңінен кейін үрлеу қалыптары ашылады, өзек шыбық шығару күйіне айналады және дайын бұйым алынады. Процесс мүмкіндік берген жағдайда, бөлшектерді орау алдында ағып кетпеуін тексеруге болады — бұл сұйықтықтарды сақтайтын контейнерлерді тексерудің ақылға қонымды тәсілі.
IBM қысып алу үшін қалдық шығармайды, сондықтан экструзиялық үрлеумен салыстырғанда дефлекторлық өңдеу әдетте минималды болады. Кез келген кесу, бұрғылау, белгілеу немесе құрастыру екінші реттік операция болып табылады, ал екінші реттік операциялар шығындар мен өзгергіштікті арттырады; оларды бағыттауға сіңірудің орнына геометрия мүмкіндік беретін жерде жобалау керек.
Үрлеп құюда қолданылатын материалдар
Үрлеп қалыптау үшін ең көп қолданылатын материалдар - төмен тығыздықты полиэтилен, жоғары тығыздықты полиэтилен, полипропилен, ПВХ және ПЭТ. Үрлеп қалыптау әртүрлі өлшемдегі және пішіндегі бір реттік контейнерлерді, барабандарды, қайта өңделетін бөтелкелерді, автомобиль отын бактарын, сақтау бактарын, глобус шамдарын, ойыншықтарды, ванналарды және шағын қайықтарды шығарады.
IBM-дегі материалды таңдау белгілі бір талаппен шектеледі: парисон тасымалдау кезінде бірге тұруы және үрлеу қалыпына жеткенде біркелкі үрленуі керек. Бұл экструзиялық үрлеу қалыпынан өзгеше шектеу, мұнда парисон қалыптан ілініп тұрған кезде өз салмағын көтеруі керек - сондықтан балқыту беріктігі EBM класын таңдауда басым болады және балқыту ағынының индексі 5-15 г/10 мин болатын инъекциялық қалыптау класындағы ЖҚТБ EBM-де тұрақты парисон жасай алмайды. IBM парисоны инъекциялық қалыптау арқылы жасалғандықтан, процесс экструзиялық үрлеу қалыптауына қарағанда полимерлердің кең ауқымын орналастырады. Бұл салыстырмалы мәлімдеме, кез келген инженерлік шайырдың үнемі үрлеу қалыптау арқылы жасалады деп болжауға рұқсат емес.
Үрлеп қалыптаудағы тауарлық және инженерлік шайырлар
Жалпы тұқымдастар техникалық рейтингісі бойынша емес, қолдану логикасы бойынша сұрыпталады. Полиолефиндер — LDPE және HDPE — контейнерлер мен цистерналарды тасымалдайды, мұнда беріктік, химиялық төзімділік және құны таңдауды анықтайды. Полипропилен жоғары температураға төзімділік пен қаттылықты қажет ететін контейнерлер мен қақпақтарды жабады. ПВХ белгілі бір контейнерлерде мөлдірлік пен химиялық төзімділік маңызды жерлерде пайда болады. ПЭТ — сусын мен қысымға төзімді бөтелке материалы, бірақ ол бұл қасиеттерге IBM емес, инъекциялық созылу үрлеу арқылы жетеді.
Басқа нәрселерді бағаламас бұрын, процесс пен материал сәйкес келуі керек. Автокөлік отын бактары сәйкестендірудің қаншалықты алысқа бара алатынын көрсетеді: қазіргі заманғы бактар көп қабатты HDPE/полиамидті бірлескен экструзияны пайдаланады, әдетте алты қабаттан тұрады, оның ішінде 0.2-0.4 мм PA6 тосқауыл қабаты бар, себебі таза HDPE көмірсутектердің өткізгіштік шектеулеріне сәйкес келмейді. Бұл құрылым экструзиялық үрлеу арқылы қалыптау жетістігі болып табылады.
PEEK қайда сәйкес келеді және қай жерде сәйкес келмейді
PEEK – сүйекке ұқсас модульді, органикалық заттарға, қышқылдар мен негіздерге тамаша химиялық төзімділігі бар, бумен, EtO, гамма және электронды сәулелерді стерилизациялаумен үйлесімділігі бар және 250 °C жоғары температурада сақталатын жоғары механикалық беріктігі бар жартылай кристалды, жоғары өнімді полимер. Осы қасиеттер оның медициналық және күрделі өнеркәсіптік қолданбаларда пайда болуының себебі болып табылады.
Олар сондай-ақ оны өңдеуді қажет ететін себептер. PEEK гигроскопиялық және балқымас бұрын 0.02%-дан төмен ылғалдылыққа дейін кептірілуі керек; толық емес кептіру беткі сызықтарды, шашыраңқылықты және қатты көпіршіктерді немесе кеуектілікті тудырады. Әдеттегі инъекциялық қалыптау жағдайлары 370–385 °C (698–725 °F) балқу температурасында және 175–205 °C (350–400 °F) қалып температурасында жұмыс істейді, ал бөшке аймақтары шамамен 400 °C-қа дейін жетеді. Қалып температурасы формальды емес: шамамен 170 °C-тан төмен балқыма PEEK қасиеттерін беретін жартылай кристалды құрылымның орнына аморфты күйге дейін салқындатылады. PEEK сонымен қатар аморфты шайырларға қарағанда кішірейеді, сондықтан қақпақтар мен мұқият орау маңызды.
Шынайы ұстаным - бұл жарияланған нұсқаулықта PEEK үрлеу құюы емес, үрлеу құюы сипатталған. PEEK инъекциялық құю деректерінің беріктігіне қарай стандартты үрлеу құю шайыры ретінде қарастырылмауы керек. Белгілі бір PEEK маркасын берілген қуыс геометрияға үрлеуге бола ма, жоқ па, бұл материалды талап ететін ыстық құрал-саймандар мен кептіру саласына ие қалыптаушымен орындылықты тексеру мәселесі - және жауап жоқ болуы мүмкін. Қуыс PEEK бөлшегі қажет болған жағдайда, бағалауға тұрарлық балама нұсқаларға PEEK материалынан қалыптарды өңдеу және кейіннен біріктірілетін қалыптау қосалқы жинақтары жатады. Бұл бөлшектің талаптарына сәйкес бағалау нұсқалары, үрлеу құюының белгіленген баламасы емес.
Үрлеудің қолданылуы Инъекциялық қалыптау
IBM компаниясының дәлдік артықшылығы өте тар диапазонда көрінеді: мойынның әрлеуі функцияны атқаратын кішкентай қуыс бөлшектер, ал қабырғаның таралуы бөлшектің салмағы мен беріктігін болжауға болатындай біркелкі болуы керек. Бұл диапазоннан тыс басқа бағыттар әдетте жеңіске жетеді.
Қаптама және фармацевтикалық контейнерлер
Кішкентай фармацевтикалық және жеке күтімге арналған бөтелкелер IBM-нің классикалық қолданысы болып табылады. Себебі құрылымдық: IBM-де мойын үрлеу емес, инъекциялық қалыптау арқылы құйылады, сондықтан ол шамамен ±0.005 дюйм (±0.13 мм) инъекциялық қалыптау төзімділігін сақтайды, ал үрленген корпуста олай болмайды. Жабылу дәлдігі, бұранданың ілінуі, бұзылмайтын ерекшеліктер және тығыздағыштың тұтастығы мойынның дәлдігіне байланысты, ал әр бөлікте әртүрлі болатын мойын қақпақ моментінің проблемаларын және толтыру сызығында ағып кетулерді тудырады.
Қабырғалардың біркелкі орналасуы екінші себеп бойынша маңызды: толтыру сызығының өнімділігі және салмақтың біркелкілігі. Қабырғалары шеңбер бойымен өзгеретін контейнердің көлемі сәл басқаша болады, салмағы әртүрлі болады және жоғарғы жүктеме кезінде әртүрлі әрекет етеді. SP-400 және SP-410 сериялары сияқты стандартты әрлеу жобаға тапсырыс бойынша емес, қордағы жабуды көрсетуге мүмкіндік береді, бұл жоба мүмкіндік берген кезде жасалғаны жөн.
Өнеркәсіптік және автомобиль қуыс бөлшектері
Кеңірек қуыс бөлікті аумақ — барабандар, джери банкалар, отын бактары, сақтау бактары, ауа өткізгіштер және ауа кіретін тесіктер — негізінен IBM емес, экструзиялық үрлеу арқылы қалыптаумен қамтамасыз етіледі. Бұл бөлшектер үлкен, көбінесе интегралды тұтқаларды немесе 0.080–0.250 дюйм (2–6 мм) қалың өнеркәсіптік қабырғаларды қажет етеді және экструзия циклінің жылдамдығы басым болатын көлемдерде шығарылады. IBM ұсақ бөлшектермен шектеледі және интегралды тұтқаларды шығара алмайды, сондықтан мойынды қаншалықты дәл қалыптауға болатынына қарамастан, бұл құрал осы топ үшін дұрыс емес.
IBM компаниясының қашан дұрыс емес таңдау екенін білу, оның қашан сәйкес келетінін білумен бірдей пайдалы. Өте үлкен бөлшектер жоқ. Көп көлемді тауар контейнерлері циклдік экономикада жоқ. Биаксиалды бағдарға тәуелді кез келген нәрсе - ең алдымен газдалған сусын бөтелкелері - жоқ, себебі IBM материалды бағдарламайды. Қалған кеңістікте IBM мойынның дәлдігімен және қысып тастауға болатын қалдықтардың болмауымен бәсекелеседі.
Үрлеп құюды басқа процестермен салыстыру
Қуыс бөлшек үшін алты бағытты қатар қоюға тұрарлық: инжекциялық үрлеу, экструзиялық үрлеу, инжекциялық созылу үрлеу, дәстүрлі инжекциялық құю, CNC өңдеу және қоспа өндірісі. Салыстыру критерийлері қуыс геометрия мүмкіндігі, өлшемдік дәлдік, құрал-саймандарға инвестиция, цикл жылдамдығы, материал ауқымы және беткі өңдеу болып табылады. Барлық алтауында бір ғана бағыт жетекшілік етпейді, ал төмендегі кесте рейтинг емес, шешім қабылдауға көмекші құрал болып табылады.
Салыстыру критерийлері және оларды қалай оқу керек
Қуыс геометрия мүмкіндігі маршруттың жабық, бір бөліктен тұратын қабық жасай алатынын және қандай ерекшеліктері бар екенін сұрайды - интегралды тұтқалар, шектеулі саңылаулар, ішкі бұрандалар. Өлшемдік дәлдік белгілі бір ерекшелікке байланысты болуы керек: үрленген бөлшектің мойны мен корпусы әртүрлі төзімділікте орналасқан, ал тұтас бөлшек үшін бір санды келтіру адастырады.
Құрал-саймандарға инвестиция салу және цикл жылдамдығы бір-біріне қарсы тұрады. Арзан құрал-саймандары бар маршрут көбінесе баяу циклге немесе бөлшекке еңбек шығынына ие болады, ал жылдам циклдері бар маршрут көбінесе үлкен бекітілген құрал-сайман шотын талап етеді. Дәлдік туралы талаптар процесс белгісіне емес, белгілі бір бөлшек пен материалға байланысты болуы керек, себебі бірдей процесс бір геометрияда қатаң төзімділіктерді, ал екіншісінде бос төзімділіктерді сақтай алады. Материал диапазоны маршруттың қандай полимерлерді өңдей алатынын сұрайды, ал қандай полимерлердің бар екенін сұрамайды. Беткі өңдеу қалып бетіне және бөлу сызығының қай жерде орналасқанына байланысты.
Салыстыру кестесі: қуыс бөлікті бағыттар
Кесте жазбаларды сапалы және ішінара нақтылайды. Бағыт шектеулі деп белгіленген жағдайда, шектеу кез келген жеткізуші туралы пікір емес, белгілі бір процесс сипаттамасы болып табылады.
| бағыт | Қуыс геометрия | Өлшемдік дәлдік | Құрал-саймандарға инвестиция салу | Цикл жиілігі | Материал ауқымы | Беткі қабат |
| Инъекциялық үрлеу арқылы қалыптау (IBM) | Бір бөліктен тұратын қуыс, ұсақ бөлшектер; тұтқалары жоқ | Инъекциялық қалыпталған мойынға жоғары әсер етеді (~±0.005 дюйм / ±0.13 мм); үрленген денеге орташа әсер етеді | Инъекциялық қуыс пен үрлемелі қалып — бір инъекциялық қалыпқа қарағанда көбірек күрделірек | Орташа; экструзияға қарағанда баяу | Парисон қалыпталғандықтан, экструзиядан кеңірек | Жақсы; қысып алатын тігісі жоқ |
| Экструзиялық үрлеу қалыптау (ЭБҚ) | Бір бөліктен тұратын қуыс, үлкен бөлшектер; тұтқалар және қалың қабырғалар | Орташа; қысу тігісі және босаңсыту төзімділігі | Орташа; үлкен бөлшектер үшін IBM-ге қарағанда қарапайым | биік | Балқу күшін қажет етеді; полиолефиндер басым | Жылтырдан күңгіртке немесе түйіршіктіге дейін; қысып алынатын тігіс әрқашан көрінеді |
| Инъекциялық созылу үрлеу қалыптауы (ISBM) | Бір бөліктен тұратын қуыс, сусын және қысымды контейнерлер | Мойын аймағында биік; денеге бағытталған және өлшемі тұрақты | Инъекциялық алдын ала пішінделген қалып және үрлемелі қалып | биік | Негізінен, бағдарланған өнімділік үшін PET | Мөлдір, жоғары жылтыр |
| Дәстүрлі инъекциялық қалыптау | Тұтас және ашық қималы бөлшектер; тек өзектер, газ көмекшісі немесе біріктірілген қабықтар арқылы қуыс | Жоғары, ерекшелікке тәуелді | Жоғары; негізгі, жанама әсер ететін немесе бұрап алу механизмдері шығындарды арттырады | биік | Кеңірек | Тамаша, зеңге тәуелді |
| CNC өңдеу | Қатты шикізаттан немесе екі жартысынан кесілген қуыс пішіндер | Жоғары, ерекшелікке тәуелді | Өте төмен немесе мүлдем жоқ | Бөлшек үшін төмен; аз мөлшерде қолдануға жарамды | Кең, соның ішінде PEEK қор пішіндері | Жақсы; құрал белгілерін басқаруға болады |
| Қосымша өндіріс | Күрделі ішкі геометрия; көбінесе тексеру үшін қолданылады | Орташа; процеске және бағдарға тәуелді | None | Бөлшек бағасы төмен; прототиптерге және аз мөлшерде қолдануға жарамды | Механикалық өңдеуге қарағанда тарырақ | Қабатқа тәуелді |
Бағалаулар индикативті және бөлшектерге тән. Нақты қуат материалға, өлшемге, геометрияға, өңдеуге және тексеру талаптарына байланысты.
Дәстүрлі инъекциялық қалыптау үрлеу қалыптауынан асып түскен кезде
Қатты және ашық қималы бөлшектер дәстүрлі инжекциялық қалыптауға жатады. Кейде қуыс пішіндерді де сол жерде жасауға болады — практикалық тарту күші бар ішкі өзекті салу және босату, шектеулі саңылаулар мен ішкі бұрандалар үшін жиналатын, бұралмайтын немесе бүйірлік әрекет ететін өзекті пайдалану, алынбалы немесе құрбандық өзек, газбен көмекші немесе екі қабықты қалыптап, оларды біріктіру арқылы.
Бұл нұсқалардың әрқайсысы тегін жаңарту емес, сауда болып табылады. Материалды алып тастау арқылы жеңілдендіру массаны азайтуы мүмкін, бірақ сонымен бірге иілу қаттылығын азайтуы, соққыға реакцияны өзгертуі, майысу немесе дәнекерлеу сызықтарына сезімталдықты арттыруы және кішіреюді, салқындатуды және майысуды бақылауды қиындатуы мүмкін. Жұқа қабық массаны үнемдеуі және иілу немесе жергілікті қысу кезінде қаттылықты жоғалтуы мүмкін; биік немесе тереңірек қима кейде көп материал қоспай қима қаттылығын қалпына келтіре алады. Қуыс орнына қуыс автоматты түрде жақсарту емес, ал жалпы жеңілдік пайызы дизайнды мақұлдау болып табылмайды.
Өңдеу немесе қоспа өндірісі жақсырақ сәйкес келгенде
CNC өңдеу және қоспа өндірісі үрлеу қалыптау құралдарын ақтамайтын прототиптер, аз мөлшердегі және геометриялар үшін практикалық бағыт болып табылады. Өңдеу қатты материалға қатаң төзімділікті сақтайды және оны екі жартыдан немесе қалың қабырғалы дайындамадан кесу арқылы қуыс пішін жасай алады; қоспа өндірісі қалыптау мүлдем қиын болатын ішкі геометрияға жетеді.
Олардың арасындағы таңдау жалпы иерархияға емес, санға, материалға және төзімділікке байланысты. Жалпы және ақылға қонымды реттілік - алдымен құрылым мен құрастыруды тексеру үшін CNC өңдеуді пайдалану, содан кейін дизайн тұрақты болғаннан кейін инъекциялық қалыптау немесе үрлеу қалыптау сияқты өндіріс процесін бағалау. Тығыз төзімділік тек функцияға, сәйкестікке немесе тексеруге әсер ететін өлшемдерге қолданылуы керек, деректер, тексеру әдісі және қабылдау критерийлері анықталуы керек - қажетсіз тығыз төзімділік құндылық қоспай өңдеу, тексеру және қайта өңдеу қаупін арттырады.
Төмен көлемді инъекциялық қалыптау, прототиптеу және құрал-саймандар экономикасы
Қуыс бөлшектерді аз көлемде прототип жасауға және өндіруге болады, бірақ экономикалық тұрғыдан алғанда, қатты бөлшектерді инжекциялық қалыптаудан өзгеше жұмыс істейді, және бюджет белгіленбес бұрын айырмашылықты түсіну керек.
Үрлеп құю екі құрал жиынтығын қажет етеді: өзек шыбықтағы дайындаманы қалыптастыратын айдау қуысы және соңғы корпусты қалыптастыратын үрлеп құю қалыбы. Сондықтан құрал-саймандар жиынтығы бір қуысты айдау қалыбына қарағанда көбірек жұмыс істейді, және бұл бекітілген инвестиция өндіріс көлеміне бөлінуі керек. Төмен көлемді айдау қалыптау бөлшектің дизайны тұрақты болғанда және саны құрал-сайманды ақтаған кезде шынайы болады; конструкция әлі қозғалып тұрғанда шынайы емес, себебі құралды төмен көлемде ауыстыру амортизацияны толығымен жояды.
Әдеттегі жауап - валидацияны өндірістен бөлу. Өңдеу немесе қоспа өндірісі сияқты прототиптеу жолдары үрлеу қалыптау құралдарын қолданар алдында геометрияны, қабырға бөліктерін және құрастыру интерфейстерін растайды. Көпірлік құралдар және отбасылық құралдар - өндірушімен талқылауға тұрарлық нұсқалар, мұнда саны прототип пен көлем арасында болады, бірақ олар стандартты қоспалар емес, нақты бөлікке қатысты бағалау нұсқалары.
Құрал-жабдық құны санына байланысты қалай өзгереді
Арифметикалық есептеулер қарапайым және жазуға тұрарлық. Егер бекітілген құрал-сайман құны T Q санына бөлінсе, әрбір бөлшекке құрал-сайман үлесі T ÷ Q болады. Әр бөлшектің құны сол үлеске материалдың, машина жұмысының және әрлеудің айнымалы құны қосылады.
Құрал-жабдықтардың болжамды құнын 60 000 АҚШ доллары деп алайық. 500 бөлшек болғанда, құрал-жабдықтардың құны бір бөлшек үшін 120 АҚШ долларын құрайды. 5,000 бөлшек болғанда 12 АҚШ доллары. 50 000 бөлшек болғанда 1.20 АҚШ доллары. Бір бөлшектің айнымалы құны бұл мөлшерде көп өзгермейді; өзгеретін нәрсе - әрбір бірліктің қанша тұрақты құны бар екендігі. Сондықтан аз көлемді өндіріс бір бөлшек үшін өзіндік құнға үстеме ақы төлейді және көлем өскен сайын үстеме ақы азаяды.
Практикалық тұрғыдан алғанда, аз көлемді инъекциялық қалыптауды тек бірлік бағасына емес, жобаның жалпы құнына қарай бағалау керек. 500 данадағы жоғары бірлік бағасы, егер ол басқаша екі рет құралданатын дизайнды растаса, әлі де дұрыс шешім болуы мүмкін.
Кесу алдында қуыс бөлшекті тексеру Құрастыру
Прототипті бірінші кезекте жасау тәсілі нақты сұрақтарға арзан жауап беруді білдіреді. Құрал-жабдықтарды дайындау алдында прототип қабырға бөліктерін және нәтижесінде пайда болған салмақты, мойын мен жабылу геометриясын, материалдың мақсатты бөлік қалыңдығындағы әрекетін және құрастыру интерфейстерінің түйісетін бөлшектермен сәйкес келетінін растай алады.
Ол бәрін растай алмайды. Өңделген немесе басылған прототип үрлеу қалыптау процесінің терезесін, үрлеу тудыратын қабырға таралуын немесе өндіріс құралының қалдық кернеуі мен кішірею әрекетін қайталамайды. Бұл сұрақтарға прототип емес, құжатталған қалыптау сынағы жауап береді. Прототиптің мақсаты - қалыптау сынағының жобалау сұрақтарынан гөрі процесс сұрақтарын тексеру екеніне көз жеткізу.
Өндіріс құралдарын пайдалану алдындағы дизайнды ескеру және тексеру
Қуыс бөлшектің сәтті болуын анықтайтын шешімдердің көпшілігі құрал кесілгенге дейін қабылданады. Төмендегі тізімде көбінесе кейінірек ауыстыру туралы өтініштер ретінде қайтарылатын шешімдер көрсетілген.
Қабырға қалыңдығының біркелкілігі бірінші орында. Қалыңдықтың үлкен ауытқулары әлсіз аймақтарға, материалдың шамадан тыс пайдаланылуына және бөлшектердің тұрақты емес жұмысына әкеледі, ал үрлеу кезіндегі қабырға қалыңдығы тікелей көрсетілгеннен гөрі атыс салмағы мен жергілікті созылу нәтижесі болғандықтан, дизайнды ең жұқа болжамды қимада бағалау керек. Үрлеу қатынасы мұнда маңызды: 2:1-ден 2.5:1-ге дейін ұсынылған диапазон, практикалық шек ретінде 3:1, одан асып кеткенде бұрыштар жұқарып, сынғыш болады. 2-3× қабырғаның ішкі радиустары ұсынылады, шек ретінде 1× қабырға, себебі бұрыштар ең көп созылып, ең жұқа болып шығады.
Келесі кезекте тарту және шығару келеді. Тегіс беттер үшін әр жағынан 0.5–1° қажет, ал шек ретінде 0.25°; текстуралы беттер үшін 1–1.5° қажет, себебі текстура тереңдігі қажетті тартуды қосады. Бөлшек салқындаған кезде қуыстан кішірейеді, сондықтан үрлеу қалыптарына инъекциялық қалыптарға қарағанда аз тарту қажет — бірақ инъекциялық қалыпталған мойын әлі де инъекциялық қалыптау ережелерін сақтайды.
Инъекция кезеңі қолданылатын жерлерде қақпа және желдету шешімдері принцип бойынша PEEK стиліндегі тәртіпті ұстанады: қақпа ең қалың бөлікке практикалық жерде енгізіледі, сондықтан тығыздау қысымы қатаю арқылы сақталуы мүмкін және ағын алдындағы аяқталу нүктелерінде және дәнекерлеу сызықтарында мол желдетуді қамтамасыз етеді. Мойын мен жабу интерфейсі ертерек орнатылуы керек, ең дұрысы стандартты әрлеумен салыстырғанда, сондықтан қордағы жабылуды пайдалануға болады. Соңында, қандай сапа параметрлері және қалай тексерілетінін шешіңіз: өлшемдік дәлдік, беткі әрлеу, механикалық беріктік, тығыздағыштың тұтастығы және салмақтың консистенциясы.
Қабырға қалыңдығы, сызат және шығару
Қабырғаның біркелкілігі беріктік пен салмақты анықтайды. Бір жағы қалың, екінші жағы жұқа бөлік қажет болғаннан ауыр және ең жұқа жерде әлсіз болады, ал жұқа бөлік әдетте құлау немесе үстіңгі жүктеме кезінде алдымен істен шығады. Тұтыну контейнерлерінің қабырғалары әдетте 0.012–0.040 дюйм (0.3–1.0 мм) тереңдікте түседі, ал өнеркәсіптік экструзиялық үрлеу арқылы құйылған цистерналар мен ауа өткізгіштер 0.080–0.250 дюйм (2–6 мм) тереңдікте орналасады.
Шығару және шығару дизайны алу кезінде деформацияның алдын алады. Бөлшек өзек шыбығынан шыққан кезде әлі жылы болғандықтан, оның бұрмалануын болдырмау үшін эжектор түйреуішінің өлшемі мен орналасуын тексеру қажет. Әдеттегідей, жұқа немесе тірексіз бөлшектер зардап шегеді.
Сапа параметрлері және жиі кездесетін ақаулар
Үрлеп қалыптаудағы сапаны бақылау алты параметрге негізделген: қабырға қалыңдығының біркелкілігі, өлшемдік дәлдік, беткі өңдеу, механикалық беріктік, тығыздағыштың тұтастығы және салмақ консистенциясы. Әрқайсысының басқару әдісі бар — қалыңдық өлшегіштері мен датчиктері, штангенциркульдер, микрометрлер және CMM, көзбен шолу және жылтырататын өлшегіштер, құлау және қысу және қысым сынағы, вакуумдық және ауа қысымы мен көпіршіктің ағып кету сынақтары және дәлдік таразыларында үнемі өлшеу.
Ақаулықтарды жою кезінде жиі кездесетін ақаулар мен олардың типтік себептерін анықтама ретінде сақтау керек. Олар сенімділік емес, типтік байланыстар болып табылады және бірнеше себеп бірдей симптомды тудыруы мүмкін.
| Ақау | сипаттамасы | Типтік себептер |
| жарқыл | Бөлу сызықтарындағы артық материал | Балқу температурасы жоғары, қысу күші шамадан тыс, бөлу сызығының тозуы |
| Жұқа қабырғалар | Біркелкі емес немесе әлсіз қабырға бөліктері | Дұрыс емес паризонды бақылау, зеңді туралау мәселелері |
| Күйіп қалу белгілері | Түсінің өзгеруі немесе күйген жерлер | Қызып кету, желдетудің нашар болуы |
| Bubbles | Қабырғалардың ішінде ауа жиналып қалған | Материалдағы ылғалдылық, қалыптау параметрлерінің нашарлығы |
| Варпинг | Бұрмаланған пішін | Біркелкі емес салқындату, қалып температурасының дұрыс емес болуы |
Олардың көпшілігі процесс тұжырымдамасына емес, процесс параметрлеріне, қалып туралауына, ылғалдылыққа немесе салқындату балансына байланысты. Сондықтан валидация бір сәтті сынақ емес, құжатталған процесс терезесін - бөлшектің жақсы екені белгілі температура, қысым және уақыт диапазонын - жасауы керек. Бір жақсы кадр процестің бір рет жұмыс істей алатынын дәлелдейді; терезе оның бірнеше рет жұмыс істей алатынын дәлелдейді.
Үрлеп құю жобаңыз үшін NOBLE таңдаңыз
NOBLE - Қытай-Британ бірлескен кәсіпорны, үкімет тарапынан «Ұлттық жоғары технологиялық кәсіпорын» ретінде марапатталған және Қытайдағы тұтынушыларға үрлеу арқылы қалыптау жобаларында қолдау көрсететін дәлдік өндірушісі. Біздің қызмет көрсету мүмкіндігіміз бен өңдеу саласындағы тәжірибеміз сізге прототиптен көлемді өндіріске тиімді өтуге көмектесу үшін жасалған, сондықтан үрлеу арқылы қалыптау жобасы бірінші өнім мен партиялық тапсырыс арасында тоқтап қалмайды.
Біздің сертификаттарымыз айқын көрсетілген: NOBLE ISO 9001:2015 және ISO 13485:2016 сертификаттарына ие. Екіншісі, әсіресе медициналық құрылғылармен жұмыс істеу үшін маңызды, мұнда процесті құжаттау және бақылау кейінгі ой емес, нәтиженің бір бөлігі болып табылады.
Біз ұсынатын қызмет - тек өндіріс емес, жобалаудан бастап құрастыруға дейінгі толық қызмет. Бұл прототип жасаудан бастап сериялық өндіріске дейінгі жолды қамтиды: жобалауды енгізу және өндіруге жарамдылықты қарау, қолайлы материалдар мен беттік өңдеулерде прототип жасау, құрал-саймандармен жабдықтау, өндіру, тексеру және құрастыру. Үрлеп құю жобасы үшін бұл үздіксіздік пайдалы, себебі материал өте қатал - ылғалдылығы 0.02%-дан төмен кебеді, балқу температурасы шамамен 370–385 °C, қалып температурасы шамамен 175–205 °C және оларды ұстап тұруға байланысты жартылай кристалды құрылым. Бұлар - процесс салалары, және олар бірінші сынақтан бастап өндіріске дейін бір командаға жатады.
Егер сіз үрлеу арқылы қалыптау жобасын бағалап жатсаңыз, келесі қадам - баға ұсынысы үшін қажетті ақпаратты қамтитын RFQ жіберу: бақыланатын 3D моделі және сызбаны қайта қарау, материалдың дәрежесі және кез келген толтырғыштың құрамы, мақсатты мөлшер, маңызды өлшемдер мен төзімділіктер, беттік өңдеу талаптары және бөлшек көретін қолдану шарттары. Осы мәліметтермен біз өндірістік талқылауды жалпы мүмкіндіктер тізімінің айналасында емес, сіздің бөлшегіңіздің айналасында құра аламыз.
Үрлеп құю туралы жиі қойылатын сұрақтар
Үрлеп құю инъекциялық құюмен бірдей ме?
Иә. «Үрлеу арқылы құю» және «инъекциялық үрлеу арқылы құю» (IBM) бірдей процесті сипаттайды: парисон өзек шыбығына инъекциялық құйылады, үрлеу қалыпына ауыстырылады және қуыс пішініне дейін үрленеді. Бұл экструзиялық үрлеу және инъекциялық созылу арқылы үрлеу арқылы құюмен қатар үш негізгі үрлеу әдісінің бірі және бұл бөлек төртінші процесс емес.
Қуыс бөлшектер үшін аз көлемді инъекциялық қалыптау шынайы ма?
Бұл конструкция тұрақты болғанда және саны құрал-саймандарды ақтаған кезде болуы мүмкін. Үрлеп құюға инъекциялық қуыс та, үрлеп құюға арналған қалып та қажет, сондықтан бекітілген құрал-саймандарға салынған инвестиция бір инъекциялық қалыпқа қарағанда көбірек, ал әрбір бөлшекке салынған құрал-саймандарға салынған үлес сол инвестицияның санына бөлінуіне тең. Төмен көлемде үлес жоғары болады; жоғары көлемде ол азаяды. Құрал-саймандарға салынғанға дейін механикалық өңдеу немесе қоспа өндірісі арқылы прототип жасау құрал-саймандарға екі рет ақы төлеуден аулақ болудың әдеттегі тәсілі болып табылады.
Өндіріс құралдарын пайдалануға кіріспес бұрын нені тексеру керек?
Ең жұқа болжамды қимадағы қабырға қалыңдығының біркелкілігі, үрлеу коэффициенті, ішкі радиустары, мақсатты беткі құрылымға арналған тарту күші, мойын мен жабу интерфейсі, инъекция кезеңі қолданылатын қақпа мен желдеткіш, және өлшемдік дәлдікті, беткі өңдеуді, механикалық беріктікті, тығыздағыштың тұтастығын және салмақ консистенциясын қамтитын тексеру жоспары. Тексеру бір сәтті сынақпен емес, құжатталған процесс терезесімен аяқталуы керек.
Үрлеп қалыптау және басқа процестер арасында қалай таңдау жасауға болады?
Қуыс геометрия мүмкіндігі, өлшемдік дәлдік, құрал-саймандарға инвестиция, цикл жылдамдығы, материал ауқымы және беттік өңдеу сияқты алты критерийді өз басымдықтарыңызбен салыстырыңыз және дәлдік талаптарын белгілі бір ерекшелік пен материалмен байланыстырыңыз. Функционалды мойын өңделетін шағын бөлшектер инъекциялық үрлеуді жақсы көреді; ірі өнеркәсіптік және автомобиль қуыс бөлшектері экструзиялық үрлеуді жақсы көреді; қысымға төзімді ПЭТ бөтелкелері инъекциялық созылу үрлеуін қажет етеді; қатты және ашық қималы бөлшектер дәстүрлі инъекциялық қалыптауға жатады; ал прототиптер мен аз мөлшердегі өнімдер әдетте CNC өңдеу немесе қоспа өндірісімен жақсы жұмыс істейді. Жауап жалпы иерархияға емес, геометрияға, материалға, санға және төзімділікке байланысты.
